JP5002036B2 - コンロ - Google Patents
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Description
前記載置部の下方側箇所に設置されて、前記被加熱物から放射される赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、
その赤外線強度検出手段にて検出される赤外線強度に基づいて、前記被加熱物の温度を求める温度導出手段とが設けられたコンロに関する。
尚、前記環状のケーシング部材の内周部には、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を噴出する複数の炎口が互いに間隔を開けて設けられており、それら複数の炎口から混合気が環状のケーシング部材の中心に向けて噴出されて、火炎が形成される(例えば、特許文献1参照。)。
前記載置部の下方側箇所に設置されて、前記被加熱物から放射される赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、
その赤外線強度検出手段にて検出される赤外線強度に基づいて、前記被加熱物の温度を求める温度導出手段とが設けられたものであって、
第1特徴構成は、前記赤外線強度検出手段に汚物が付着するのを抑制する汚れ抑制手段が設けられ、
前記被加熱物からの赤外線が前記赤外線強度検出手段に入射するのを遮断する複数の遮蔽部を周方向に間隔を隔てて備える回転体を駆動回転させることにより、前記被加熱物からの赤外線を断続的に前記赤外線強度検出手段に入射させるチョッパが、前記赤外線強度検出手段の上方箇所に設けられ、
前記遮蔽部における回転方向下手側の縁部に、径方向に沿う姿勢の汚物受け止め用の起立壁部が備えられ、
前記起立壁部の高さが、1枚の起立壁部が通過直後に、その起立壁部とそれに対して回転方向下手側に隣接する起立壁部との間に落下した汚物を、それが前記遮蔽部の上面に達するよりも前に、前記回転方向下手側に隣接する起立壁部にて受け止めることが可能な高さに設定され、
前記汚れ抑制手段が、前記チョッパにて汚物を受け止め排除するように構成されている点を特徴とする。
そして、赤外線強度検出手段に汚物が付着するのが抑制されるので、赤外線強度検出手段にて赤外線強度を精度良く検出して、温度導出手段にて被加熱物の温度を精度良く求めることを可能にしながら、付着した汚物を除去するための赤外線強度検出手段の清掃が不要となる、又は、その清掃の頻度が低くなるようにすることが可能となる。
従って、被加熱物の温度を精度良く求めることを可能にしながら、赤外線強度検出手段の清掃に係る負担を軽減し得るコンロを提供することができるようになった。
そして、そのように赤外線強度に応じた信号を増幅するに当たっては、S/Nを向上するために、チョッパを赤外線強度検出手段の上方箇所に設けて、複数の遮蔽部を周方向に間隔を隔てて備える回転体を駆動回転させることにより、被加熱物からの赤外線を断続的に赤外線強度検出手段に入射させて、赤外線強度に応じた信号を交流状に出力するようにして、その交流信号を増幅するように構成することが行われる。
従って、低廉化を図りながら、赤外線強度検出手段の清掃に係る負担を軽減することができるようになった。
前記赤外線強度検出手段が、前記バーナの下方に入り込んだ箇所に、その赤外線強度検出手段における赤外線の入射部を前記被加熱物の底部に対して臨ませた状態で設けられ、
前記汚れ抑制手段が、前記バーナにて前記赤外線強度検出手段を覆うことにより、その赤外線強度検出手段への汚物の付着を抑制するように構成されている点を特徴とする。
つまり、赤外線強度検出手段を、上述のように設けることにより、汚れ抑制手段を、バーナにて赤外線強度検出手段を覆うことにより、その赤外線強度検出手段への汚物の付着を抑制するように構成することが可能となって、低廉化を図りながら、汚物が赤外線強度検出手段に付着するのを抑制することができる。
従って、この第8特徴構成を上記の第2〜第7特徴構成のいずれかに加えて実施することにより、低廉化を図りながらも、赤外線強度検出手段の清掃に係る負担をより一層軽減することができるようになった。
前記赤外線強度検出手段が、前記被加熱物から放射される赤外線における互いに異なる複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、
前記温度導出手段が、前記赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に基づいて、前記被加熱物の温度を求めるように構成されている点を特徴とする。
即ち、例えば、前記複数の波長域を2つの波長域として、それら2つの波長域夫々についての赤外線強度の比を、前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係とすることにより、2つの波長域夫々についての赤外線強度の比は、被加熱物の放射率がキャンセルされて、被加熱物の温度のみが変数となる関数となるので、2つの波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて、被加熱物の温度をその被加熱物の放射率に依存することなく正確に検出することができるのである。
説明を加えると、被加熱物から放射される特定の波長範囲の放射エネルギは、その特定の波長範囲における黒体の放射エネルギに被加熱物の放射率を乗じたものとなるので、2つの波長域夫々についての赤外線強度の比は、被加熱物の放射率がキャンセルされて、被加熱物の温度のみが変数となる関数になるのである。
要するに、放射率の違いに拘らず、被加熱物の温度を正確に検出することができるようになった。
前記赤外線強度検出手段が、赤外線の波長範囲のうちの前記バーナの火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い範囲内に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている点を特徴とする。
そして、そのように赤外線強度検出手段にて検出される赤外線強度に基づいて、被加熱物の温度を、火炎からの赤外線による影響を抑制して精度良く求めることができる。
従って、被加熱物の温度をより一層精度良く求めることができるようになった。
以下、図面に基づいて、本発明の第1の参考の実施形態を説明する。
図1に示すように、コンロは、円形の加熱口1aを有する平板状の天板1、加熱口1aの上方に離間させて鍋等の被加熱物Nを載置可能な載置部としての五徳2、その五徳2上に載置される被加熱物Nを加熱するバーナ30、五徳2の下方側箇所に設置されて、被加熱物Nから放射される赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段としての赤外線強度検出部40、その赤外線強度検出部40にて検出される赤外線強度に基づいて、被加熱物Nの温度を求める温度導出手段としての温度導出部4、及び、バーナ30の作動を制御する燃焼制御部3等を備えて構成してある。
先ず、前記バーナ30について説明を加えると、この第1の参考の実施形態においては、前記バーナ30は、ブンゼン燃焼式の内炎式に構成してある。
つまり、その内炎式のバーナ30は、燃料供給路5を通じて供給される燃料ガスGを噴出するガスノズル31、そのガスノズル31から燃料ガスGが噴出されると共に、その燃料ガスGの噴出に伴う吸引作用により一次燃焼用空気Aが供給される混合管32、及び、内周部に混合気を噴出する複数の炎口33を備えて、前記混合管32から混合気が供給される環状の内炎用ケーシング部材34等を備えて構成してある。
そして、前記バーナ30を、前記加熱口1aの下方に位置させて設けてある。
また、バーナ30の内炎用ケーシング部材34内の下方には、加熱口1aを介して落下した煮零れ等を受けるための汁受皿8を設けてある。
この第1の参考の実施形態においては、赤外線強度検出部40を、被加熱物Nから放射される赤外線における互いに異なる2つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成してある。
又、前記温度導出部4を、前記赤外線強度検出部40にて検出される前記2つの波長域夫々についての赤外線強度の比(前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に相当し、以下、赤外線強度比と記載する場合がある)に基づいて、被加熱物Nの温度を求めるように構成してある。
図2に示すように、赤外線強度検出部40は、通過させる赤外線の波長域が互いに異なる2個のバンドパスフィルタ41a,41bと、それら2個のバンドパスフィルタ41a,41bを通過した赤外線を各別に検出する2個の赤外線検出素子42a,42bとを備えて構成して、被加熱物Nから放射される赤外線における互いに異なる2つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成してある。ちなみに、前記バンドパスフィルタ41a,41bは、所定の波長域の赤外線のみを選択的に透過させるように構成されている。
又、パッケージング43内には、前記2個の赤外線検出素子42a,42bを駆動させる駆動部45を設けてある。
更に、前記2個のバンドパスフィルタ41a,41bの表面の全面を覆うように、赤外線を透過可能なカバー部材46を設けて、そのカバー部材46にて、前記2個のバンドパスフィルタ41a,41bを保護するように構成してある。
図3に、実際のバーナ30にて形成される火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す。図3に示すように、赤外線の波長範囲のうち、1.5μm以上且つ1.8μm以下の範囲、2.0μm以上且つ2.4μm以下の範囲、3.1μm以上且つ4.2μm以下の範囲、及び、8.0μm以上且つ12.0μm以下の範囲では、火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い。
従って、前記2つの波長域を、1.5μm以上且つ1.8μm以下の範囲内、2.0μm以上且つ2.4μm以下の範囲内、3.1μm以上且つ4.2μm以下の範囲内、及び8.0μm以上且つ12.0μm以下の範囲内に設定することにより、前記2つの波長域を、赤外線の波長範囲のうちの前記バーナ30の火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い範囲内に設定することができる。
そして、この第1の参考の実施形態では、例えば、前記2つの波長域を、3.1μm以上且つ4.2μm以下の範囲内における互いに異なる波長域に設定してある。
PbS(硫化鉛)又はPbSe(セレン化鉛)を赤外線セルとして用いて構成した赤外線検出素子42a,42bは、1.5μmから5.0μmの範囲内の赤外線を常温(300K)の動作温度にて検出可能であり、しかも、3.1μm以上且つ4.2μm以下の範囲内の赤外線に対する感度が比較的高くて検出出力が大きい。
従って、上述のように、前記2つの波長域を3.1μm以上且つ4.2μm以下の範囲内に設定する場合、赤外線検出素子42a,42bを、PbS(硫化鉛)又はPbSe(セレン化鉛)を赤外線セルとして用いて構成するのが好ましい。
図4に、予め実験により求めた前記赤外線強度検出部40における前記2つの波長域λ1,λ2夫々についての出力値(赤外線強度に対応する)と被加熱物の温度との関係を示す。ちなみに、この図4に示す関係は、放射率が0.92の被加熱物を用いて得たものである。
又、図5に、被加熱物の温度と、赤外線強度検出部40における波長域λ1に対応する出力値と波長域λ2に対応する出力値との比である出力比(前記赤外線強度比に対応する)との関係(以下、温度対赤外線強度比の関係と記載する場合がある)を示す。
即ち、放射率εの異なる複数の被加熱物夫々について、被加熱物の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について前記出力比を得る。そして、そのように放射率εの異なる複数の被加熱物について得たデータに基づいて、温度と出力比との関係の近似式を求めて、その求めた近似式を温度対赤外線強度比の関係としてある。
従って、放射率εが種々に異なる被加熱物N夫々の温度対赤外線強度比の関係を、共通の1つの温度対赤外線強度比の関係とすることができるのである。
従って、被加熱物Nの温度をその被加熱物Nの放射率に依存することなく正確に検出することができる。
前記燃焼制御部3は、前記自動温度制御では、前記温度導出部4にて求められた被加熱物Nの温度が温度設定部(図示省略)等により設定された目標温度になるように、前記燃料供給量調節弁7の開度を調節することにより、前記バーナ30の火力を調節する。
前記燃焼制御部3は、前記緊急消火制御では、前記温度導出部4にて求められた被加熱物Nの温度が過昇温防止用のハイカット温度に達すると、前記燃料供給断続弁6を閉弁することにより、前記バーナ30を消火する。
図1に示すように、この第1の参考の実施形態においては、汚れ抑制部Pを、汚物を排除する汚物付着防止用空気を通風するように構成してある。
更に、汚れ抑制部Pを、汚物付着防止用空気を強制通風する送風手段としての送風機11を備えて構成してある。
そして、前記送風機11により、汚物付着防止用空気を赤外線強度検出部40の上部に沿って通風させることにより、被加熱物Nから零れた煮零れ等の汚物、及び、浮遊している塵埃等の汚物を吹き飛ばして、汚物が赤外線強度検出部40の上部に付着するのを抑制するようにしてある。
以下、第2の参考の実施形態を説明する。
図6に示すように、この第2の参考の実施形態においては、上記の第1の参考の実施形態と同様に、汚れ抑制部Pを、汚物を排除する汚物付着防止用空気を通風するように構成し、又、汚れ抑制部Pを、その汚物付着防止用空気を強制通風する送風手段としての送風機11を備えて構成してあるが、更に、送風機11に、赤外線強度検出部40における被加熱物からの赤外線の入射部としてのカバー部材46に汚物付着防止用空気を噴射するノズル12を備えてある。
前記赤外線強度検出部40は、上記の第1の参考の実施形態と同様に、前記汁受皿8の中央部に形成した開口部の下方に配設し、前記送風機11を、前記赤外線強度検出部40の横側方に配設してある。
以下、第3の参考の実施形態を説明する。
図7に示すように、この第3の参考の実施形態においては、上記の第1の参考の実施形態と同様に、汚れ抑制部Pを、汚物を排除する汚物付着防止用空気を通風するように構成してあるが、赤外線強度検出部40を、前記バーナ30に二次燃焼用空気Aを供給する二次空気取入口14から取り入れられた二次燃焼用空気Aの通流域に設けて、前記汚れ抑制部Pを、前記二次空気取入口14から取り入れられた二次燃焼用空気Aを汚物付着防止用空気として、汚物を排除するように構成してある。
その汁受皿8には、その上縁部に沿って、前記二次空気取入口14を形成するための複数の切り欠き8aを間隔を開けて形成してある。
そして、前記内炎用ケーシング部材34の底面と前記複数の切り欠き8aとにより、複数の前記二次空気取入口14を、バーナ30の内炎用ケーシング部材34の下方に入り込んだ箇所に、周方向に沿って間隔を開けて形成してある。
更に、赤外線強度検出部40が、前記バーナ30の内炎用ケーシング部材34の下方に入り込んだ箇所に設けられているので、被加熱物Nから零れた煮零れ等の落下する汚物が前記内炎用ケーシング部材34にて受け止められて、赤外線強度検出部40に付着するのが抑制される。
以下、第4の参考の実施形態を説明する。
図8に示すように、この第4の参考の実施形態においては、上記の第1の参考の実施形態と同様に、汚れ抑制部Pを、汚物を排除する汚物付着防止用空気を通風するように構成してあるが、赤外線強度検出部40を、前記バーナ30に二次燃焼用空気Aを供給する二次空気取入口14から取り入れられた二次燃焼用空気Aの通流域に設けて、前記汚れ抑制部Pを、前記二次空気取入口14から取り入れられた二次燃焼用空気Aを汚物付着防止用空気として、汚物を排除するように構成してある。
つまり、前記バーナ30は、第1の参考の実施形態と同様のガスノズル31及び混合管32と、円周状の外周部に混合気を噴出する複数の炎口35を備えて、前記混合管32から混合気が供給される外炎用ケーシング部材36とを備えて構成してある。
その汁受皿8には、前記二次空気取入口14を形成するための複数の開口部8bを間隔を開けて形成してある。
そして、前記複数の開口部8bにより、複数の前記二次空気取入口14を、バーナ30の周方向に沿って間隔を開けて形成してある。
以下、第5の参考の実施形態を説明する。
図9に示すように、この第5の参考の実施形態においては、上記の第1の参考の実施形態と同様に、汚れ抑制部Pを、汚物を排除する汚物付着防止用空気を通風するように構成し、更に、その汚れ抑制部Pを、汚物付着防止用空気を強制通風する送風機11を備えて構成してある。
更に、前記バーナ30に、被加熱物Nから放射された赤外線が上下方向に通過可能な赤外線通過孔37を備え、赤外線を透過可能な覆い体15を、前記赤外線通過孔37の上端部を塞ぐように設け、前記赤外線強度検出部40を、前記赤外線通過孔37の下方側箇所に、前記覆い体15を透過して前記赤外線通過孔37を通過した赤外線が入射可能なように設けて、前記汚れ抑制部Pを、前記覆い体15にて汚物を受け止め排除するように構成してある。
を強制通風する送風機11を備えて構成したものと、前記覆い体15にて汚物を受け止め排除するように構成したものとの2種を設けてある。
この第5の参考の実施形態では、前記外炎用ケーシング部材36の中心に、その軸心方向に沿い且つその軸心方向に貫通する状態で、前記赤外線通過孔37を設け、更に、その赤外線通過孔37における外炎用ケーシング部材36の上面部の開口部(前記上端部に相当する)に、前記覆い体15を嵌め込んである。
そして、前記バーナ30は、前記炎口35が天板1よりも上方に位置するように、前記外炎用ケーシング部材36を前記バーナ嵌め込み口1bに嵌め込んだ状態で設けてある。
このようにバーナ30を設けた状態では、前記覆い体15は、前記天板1よりも上方に位置することになる。
以下、本発明の実施形態を説明する。
図10に示すように、この本発明の実施形態においては、被加熱物Nからの赤外線が前記赤外線強度検出部40に入射するのを遮断する複数の遮蔽部としての羽根体51を周方向に間隔を隔てて備える回転体52を駆動回転させることにより、被加熱物Nからの赤外線を断続的に赤外線強度検出部40に入射させるチョッパ50を、赤外線強度検出部40の上方箇所に設け、羽根体51における回転方向下手側の縁部に、径方向に沿う姿勢の汚物受け止め用の起立壁部16を備えて、前記汚れ抑制部Pを、チョッパにて汚物を受け止め排除するように構成してある。
前記赤外線強度検出部40は、上記の第1の参考の実施形態と同様に、前記汁受皿8の中央部に形成した開口部の下方に配設し、前記チョッパ50は、汁受皿8と赤外線強度検出部40のカバー部材46との間に配設してある。
尚、前記電動モータ54にて、前記回転体52を例えば3000回/minの回転数にて回転させる。
以下、第6の参考の実施形態を説明する。
図12に示すように、この第6の参考の実施形態においては、上記の本発明の実施形態と同様に、チョッパ50を赤外線強度検出部40の上方箇所に設けてあるが、遮蔽部としての羽根体51には、本発明の実施形態の如き起立壁部16は備えずに、前記赤外線強度検出部40を拭う拭い体17を設けて、前記汚れ抑制部Pを、前記チョッパ50にて、前記赤外線強度検出部40に付着した汚物を拭い清掃するように構成してある。
そして、前記チョッパ50は、本発明の実施形態と同様に、汁受皿8と赤外線強度検出部40のカバー部材46との間に配設してある。
尚、前記チョッパ50は、本発明の実施形態において図11を用いて説明したものと同様であるので、詳細な説明を省略する。
そして、その拭い体17を、複数の羽根体51夫々の下面に、回転体52の回転に伴って赤外線強度検出部40のカバー部材46に摺接するように貼付して、回転体52の回転に伴って、拭い体17にて赤外線強度検出部40のカバー部材46を拭うことができるように構成してある。
次に別実施形態を説明する。
(イ) 上記の第3の参考の実施形態において、上記本発明の実施形態の如き起立壁部16を備えたチョッパ50、又は、上記第6の参考の実施形態の如き拭い体17を設けたチョッパ50を、前記赤外線強度検出部40の前記カバー部材46の斜め上方に設けても良い。
この場合、前記汚れ抑制部Pとしては、前記二次空気取入口14から取り入れられた二次燃焼用空気Aを汚物付着防止用空気として汚物を排除するように構成したものと、前記バーナ30にて前記赤外線強度検出部40を覆うことによりその赤外線強度検出部40への汚物の付着を抑制するように構成したものと、前記チョッパ50にて汚物を受け止め排除するように構成したものとの3種、又は、前記二次空気取入口14から取り入れられた二次燃焼用空気Aを汚物付着防止用空気として汚物を排除するように構成したものと、前記バーナ30にて前記赤外線強度検出部40を覆うことによりその赤外線強度検出部40への汚物の付着を抑制するように構成したものと、前記チョッパ50にて、前記赤外線強度検出部40に付着した汚物を拭い清掃するように構成したものとの3種を設けることになる。
この場合は、前記汚れ抑制部Pとしては、汚物付着防止用空気を強制通風する送風機11を備えて構成したものと、前記バーナ30にて前記赤外線強度検出部40を覆うことによりその赤外線強度検出部40への汚物の付着を抑制するように構成したものとの2種を設けてある。
更に、前記送風機11に、第2の参考の実施形態の如きノズル12を備えても良い。
この場合、前記汚れ抑制部Pとしては、前記チョッパ50にて汚物を受け止め排除するように構成したものと、前記覆い体15にて汚物を受け止め排除するように構成したものとの2種、又は、前記チョッパ50にて、前記赤外線強度検出部40に付着した汚物を拭い清掃するように構成したものと、前記覆い体15にて汚物を受け止め排除するように構成したものとの2種を設けることになる。
例えば、予め、放射率の異なる複数の被加熱物を用いて、被加熱物の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について、前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を得て、そのように得た前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を、前記複数の温度夫々に対応させた状態でマップデータにして記憶させておく。
そして、前記マップデータから、前記赤外線強度検出部40にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に一致する又は類似する赤外線強度の関係を求めると共に、その求めた赤外線強度の関係に対応する温度を求め、その求めた温度を被加熱物の温度とするように構成する。
4 温度導出手段
8 汁受皿
11 送風手段
12 ノズル
14 二次空気取入口
15 覆い体
16 起立壁部
17 拭い体
30 バーナ
37 赤外線通過孔
40 赤外線強度検出手段
46 入射部
50 チョッパ
51 遮蔽部
52 回転体
N 被加熱物
P 汚れ抑制手段
Claims (4)
- 載置部に載置されている被加熱物を加熱するバーナと、
前記載置部の下方側箇所に設置されて、前記被加熱物から放射される赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、
その赤外線強度検出手段にて検出される赤外線強度に基づいて、前記被加熱物の温度を求める温度導出手段とが設けられたコンロであって、
前記赤外線強度検出手段に汚物が付着するのを抑制する汚れ抑制手段が設けられ、
前記被加熱物からの赤外線が前記赤外線強度検出手段に入射するのを遮断する複数の遮蔽部を周方向に間隔を隔てて備える回転体を駆動回転させることにより、前記被加熱物からの赤外線を断続的に前記赤外線強度検出手段に入射させるチョッパが、前記赤外線強度検出手段の上方箇所に設けられ、
前記遮蔽部における回転方向下手側の縁部に、径方向に沿う姿勢の汚物受け止め用の起立壁部が備えられ、
前記起立壁部の高さが、1枚の起立壁部が通過直後に、その起立壁部とそれに対して回転方向下手側に隣接する起立壁部との間に落下した汚物を、それが前記遮蔽部の上面に達するよりも前に、前記回転方向下手側に隣接する起立壁部にて受け止めることが可能な高さに設定され、
前記汚れ抑制手段が、前記チョッパにて汚物を受け止め排除するように構成されているコンロ。 - 前記赤外線強度検出手段が、前記バーナの下方に入り込んだ箇所に、その赤外線強度検出手段における赤外線の入射部を前記被加熱物の底部に対して臨ませた状態で設けられ、
前記汚れ抑制手段が、前記バーナにて前記赤外線強度検出手段を覆うことにより、その赤外線強度検出手段への汚物の付着を抑制するように構成されている請求項1記載のコンロ。 - 前記赤外線強度検出手段が、前記被加熱物から放射される赤外線における互いに異なる複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、
前記温度導出手段が、前記赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に基づいて、前記被加熱物の温度を求めるように構成されている請求項1又は2記載のコンロ。 - 前記赤外線強度検出手段が、赤外線の波長範囲のうちの前記バーナの火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い範囲内に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のコンロ。
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